Диод и вольтметр
5/10В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, вольтметр и батарейка идеальные. Диод при включении в обратном направлении не пропускает ток, а при включении в прямом направлении открывается при напряжении \(U_0\) (вольт-амперная характеристика диода приведена на графике в условии предыдущей задачи). Что показывает вольтметр в этой цепи? Что он будет показывать, если изменить полярность включения диода?

▶Показать разборСкрыть разбор
ОтветПри \(\mathcal{E} < U_0\) вольтметр показывает \(V_1 = \mathcal{E}\); при \(\mathcal{E} > U_0\) он показывает \(V_2 = \dfrac{\mathcal{E}R_1 + U_0R_2}{R_1 + R_2}\); при обратной полярности включения диода — \(V = \mathcal{E}\).
РешениеОчевидно, что при \(\mathcal{E} < U_0\) ток в цепи не будет идти при включении диода в любом направлении, и следовательно, в этом случае вольтметр будет показывать напряжение \(V_1 = \mathcal{E}\).
В случае \(\mathcal{E} > U_0\) диод открывается, и падение напряжения на нём не зависит от тока и равняется \(U_0\). Поэтому закон Ома для всей замкнутой цепи имеет вид: \[\mathcal{E} = U_0 + I(R_1 + R_2),\] а ток в цепи равен \[I = \dfrac{\mathcal{E} - U_0}{R_1 + R_2}.\] При этом вольтметр будет показывать напряжение \[V_2 = U_0 + IR_1 = \dfrac{\mathcal{E}R_1 + U_0R_2}{R_1 + R_2}.\] Если изменить полярность включения диода, то ток в цепи течь не будет, так как диод не пропускает ток в обратном направлении. Поэтому вольтметр покажет напряжение \(V = \mathcal{E}\).
Похожие задачи
- Диод в сети МОШ 1960/1986, 8-11 кл.
- ВАХ светодиода ВсОШ 1992/2001, 11 кл.
- Цепь с диодами ВсОШ 1997/98, 10 кл.
- Цепь с диодом (С4) ЕГЭ 2011, 11 кл.
- Диоды и резисторы (С4) ЕГЭ 2011, 11 кл.
- Мощность в цепи с диодами (С4) ЕГЭ 2011, 11 кл.